ХОЛЛІВСЬКИЙ МЕХАНІЗМ ОБЕРТАННЯ ПЛАЗМИ Z-ПІНЧА

ТА СТАБІЛІЗАЦІЇ КІНКІВ: ВПЛИВ ТИСКУ ПЛАЗМИ

 

А.А.Гурин

 

Інститут ядерних досліджень НАН України, Київ  

 

Сформульовано диференційну крайову задачу 4-го порядку для ідеальних глобальних гвинтових коливань циліндричного z-пінча з довільними розподілами компонент магнітного поля, B_θ(r) та B_z(r), та течії плазми, V_θ(r) та V_z(r), в рамках холлівського МГД опису плазми з врахуванням теплових ефектів. Одержані рівняння є розширенням рівнянь 2-го порядку стандартної МГД теорії [1], де холлівським ефектом нехтується, та холлівського рівняння 2-го порядку  [2], де нехтувалось тепловими ефектами. Методом стрільби одержано спектри нестійких кінків пінча з малим значенням запаса стійкості, q<<1, високими значеннями холлівського параметра Π=(ω_ci/ω_A)²>>1 та значеннями теплового параметра β в межах інтервалу 0<β<0.1, що відповідають сучасним пінчам з оберненим полем в стані парамагнітної рівноваги в наближенні нерухомої плазми. Показано, що внаслідок ефекту Холла θ- та z-рівновага ідеальної плазми з коливаннями може бути забезпечена тільки при наявності обертання плазми. На основі аналізу балансу сил сформульовано підхід для визначення локальних швидкостей течії плазми через співвідношення квадратичних форм <δB_r(r)δB_θ,z(r)> та <δV_r(r)δV_θ,z(r)>, усереднених по коливаннях. Підстановка значень V_θ(r), V_z(r), генерованих кінками m=1, n>>1, в алгоритм обрахунку спектрів нестійких коливань виявляє тенденцію cамостабілізації більш широкого спектру кінків порівняно з випадком  β=0, розглянутим в роботі [2].

 

[1] C.Wang, J.W.S.Bockland, R.K/Keppens, J.P.Goegbloed. J. Plasma Phys. 2004. 70. P.651.

[2]. A.Gurin. Hall MHD model of the quasi-single helicity self-organization in a reversed field pinch. PPLA, Italy, Lecce, 2013.